RU158009U1

RU158009U1 - CENTRIFUGAL DISTRIBUTION DEVICE FOR LIQUID

Info

Publication number: RU158009U1
Application number: RU2015118734/05U
Authority: RU
Inventors: Наталия Валентиновна Шибитова; Николай Степанович Шибитов; Александр Борисович Голованчиков
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-12-20

Abstract

1. Центробежное распределительное устройство для жидкости, включающее вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, снабженный по периферии внутренней части радиальными лопатками и расположенными по внешнему контуру наклонными лопатками, отличающееся тем, что распределитель выполнен в виде полого перевернутого усеченного конуса, установленного на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, отверстия выполнены по всей поверхности распределителя по многозаходной спирали, а радиальные лопатки и наклонные лопатки установлены с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальные штанги крестовин выполнены телескопическими.1. A centrifugal distribution device for liquid, comprising a rotary distributor with holes for irrigation liquid, equipped with radial blades on the periphery of the inner part and inclined vanes located on the outer contour, characterized in that the distributor is made in the form of a hollow inverted truncated cone mounted on two coaxial supports rigidly mounted on the crosses, the holes are made over the entire surface of the distributor along a multiple helix, and the radial blades and the slope s blade mounted to the tilt angle to the horizontal surface raspredelitelya.2. The device according to claim 1, characterized in that the radial rods of the crosses are made telescopic.

Description

Заявленное техническое решение относится к распределителям жидкости массообменных колонн и может быть использовано в различных отраслях химической, нефтехимической, пищевой и фармацевтической промышленности, где требуется равномерное распределение жидких сред по сечению аппарата.The claimed technical solution relates to liquid distributors for mass transfer columns and can be used in various sectors of the chemical, petrochemical, food and pharmaceutical industries, where uniform distribution of liquid media over the apparatus cross section is required.

Из предшествующего уровня техники известен распределитель жидкости [Авторское свидетельство SU 539696, кл. B01D 3/32, 1976], который выполнен в виде горизонтальной плиты с размещенными на ней газожидкостными патрубками, в верхних торцах которых выполнены прорези, а на нижних установлены гибкие направляющие элементы. На внутренней поверхности каждого патрубка выполнены соединенные между собой горизонтальная и вертикальная канавки, а направляющие элементы расположены под вертикальными каналами, концы направляющих элементов выполнены отогнутыми в шахматном порядке.A liquid distributor is known from the prior art [Copyright certificate SU 539696, cl. B01D 3/32, 1976], which is made in the form of a horizontal plate with gas-liquid nozzles placed on it, in the upper ends of which slots are made, and flexible guide elements are installed on the lower ends. The horizontal and vertical grooves are connected to each other on the inner surface of each nozzle, and the guide elements are located under the vertical channels, the ends of the guide elements are staggered.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как указанный распределитель жидкости является статическим устройством, то жидкость через патрубки попадает в фиксированные точки, что не может обеспечить равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата.The technical result of this device cannot be achieved, since the specified liquid distributor is a static device, the liquid through the nozzles enters fixed points, which cannot ensure uniform distribution of the liquid over the entire cross section of the device.

Известна конструкция распределительного устройства типа сегнерова колеса с радиальной регулируемой щелью и активной турбиной [Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976, 655 с.]. Данная конструкция состоит из кольцевого канала для подвода жидкости к радиальным лопастям турбины, двух распределительных и двух главных каналов, направленных в противоположные стороны от оси вращения и имеющих регулируемые щелевые отверстия.A known design of a switchgear such as a Segner wheel with a radial adjustable slot and an active turbine [Ramm V.M. Gas absorption. M .: Chemistry, 1976, 655 pp.]. This design consists of an annular channel for supplying fluid to the radial blades of the turbine, two distribution and two main channels directed in opposite directions from the axis of rotation and having adjustable slotted holes.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как равномерность распределения жидкости по всему сечению аппарата не обеспечивается из-за того, что жидкость истекает через щели, направленные в противоположные стороны относительно оси вращения (под углом 180°C). Вследствие того, что радиус приложения силы в активной турбине мал, создается и малый крутящий момент. Это приводит к неравномерному распределению жидкости по всему объему аппарата.The technical result of this device cannot be achieved, since the uniform distribution of fluid over the entire cross section of the apparatus is not ensured due to the fact that the fluid flows through slots directed in opposite directions relative to the axis of rotation (at an angle of 180 ° C). Due to the fact that the radius of application of force in the active turbine is small, a small torque is also created. This leads to an uneven distribution of fluid throughout the volume of the apparatus.

Известна конструкция центробежного устройства для контактирования газа с жидкостью для проведения массообменных процессов [Патент RU 2257934, МПК B01D 3/30, 10.08.2005], протекающих в центробежном поле. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус и установленные в нем по высоте контактные горизонтальные перегородки с переливными отверстиями, под каждым из которых расположен заглушенный снизу и жестко закрепленный на вращающемся валу разбрызгивающий жидкость цилиндр, в котором переливные отверстия в смежных контактных перегородках смещены относительно друг друга с образованием в корпусе каскада для жидкости. В контактных перегородках выполнены проходные отверстия для вращающихся валов. Разбрызгивающие жидкость цилиндры выполнены сетчатыми.A known design of a centrifugal device for contacting gas with liquid for mass transfer processes [Patent RU 2257934, IPC B01D 3/30, 08/10/2005], flowing in a centrifugal field. The device comprises a vertical cylindrical body and horizontal horizontal partitions installed in it with overflow openings, under each of which is a cylinder that is muffled from below and rigidly mounted on a rotating shaft and in which overflow openings in adjacent contact partitions are displaced relative to each other to form cascade housing for fluid. In the contact partitions, through holes for rotating shafts are made. Liquid spraying cylinders are mesh.

Технический результат данным устройством не может быть достигнут, так как посредством распыливания и разбрызгивания жидкости в газовом потоке, а также контакта в тонкой пленке жидкости во внутренней части пленочного цилиндра не обеспечивается равномерность орошения жидкости вследствие перекрытия зон цилиндрами и валами.The technical result of this device cannot be achieved, because by spraying and spraying the liquid in the gas stream, as well as contact in a thin film of liquid in the inner part of the film cylinder, the irrigation of the liquid is not uniform due to the overlapping of the zones with cylinders and shafts.

Наиболее близким по конструкции распределителем жидкости, выбранным в качестве прототипа, является распределительное устройство для массообменных аппаратов, выполненное в виде диска с радиальными лопатками, закрепленными по его периферии, на которые тангенциально подают поток жидкости, а по внешнему контуру диска установлены наклонные лопатки, на которые подают поток газа (пара) [Патент RU 2033848, МПК B01D 53/18, 30.04.1995].The closest in design liquid dispenser, selected as a prototype, is a switchgear for mass transfer apparatus, made in the form of a disk with radial blades mounted on its periphery, to which the fluid flow is tangentially supplied, and inclined vanes are installed along the outer contour of the disk, onto which serves a gas stream (steam) [Patent RU 2033848, IPC B01D 53/18, 04/30/1995].

Технический результат может быть достигнут только частично, так как вертикальные струи жидкости, выходящие из отверстий горизонтального полотна тарелки, не могут отклоняться в радиальном направлении, что не обеспечивает равномерное распределение жидкости по всему сечению колонны, а крепление вращающегося распределителя в одной точке нарушает стабильность работы.The technical result can be achieved only partially, since the vertical jets of liquid emerging from the holes of the horizontal plate of the plate cannot be deflected in the radial direction, which does not ensure uniform distribution of the liquid over the entire cross section of the column, and mounting the rotary distributor at one point violates the stability of the work.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке центробежного распределительного устройства жидкости, обеспечивающего равномерное распределение жидкости по сечению устройства.The problem to which the claimed technical solution is directed is to develop a centrifugal liquid distribution device that ensures uniform distribution of liquid over the cross section of the device.

Техническим результатом предлагаемой конструкции центробежного распределительного устройства жидкости является увеличение поверхности контакта газовой и жидкой фаз и, соответственно, повышение эффективности массообменных аппаратов, в которых они применяются.The technical result of the proposed design of a centrifugal liquid distribution device is to increase the contact surface of the gas and liquid phases and, accordingly, increase the efficiency of the mass transfer apparatus in which they are used.

Заявленный технический результат достигается в центробежном распределительном устройстве для жидкости, включающем вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, снабженный по периферии внутренней части радиальными лопатками, и расположенными по внешнему контуру наклонными лопатками, при этом распределитель выполнен в виде полого перевернутого усеченного конуса, установленного на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, отверстия выполнены по всей поверхности распределителя по многозаходной спирали, а радиальные лопатки и наклонные лопатки установлены с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя.The claimed technical result is achieved in a centrifugal liquid distribution device, including a rotary distributor with holes for the irrigation liquid, provided with radial blades on the periphery of the inner part and inclined vanes located on the outer contour, the distributor being made in the form of a hollow inverted truncated cone mounted on two coaxial bearings, rigidly fixed to the crosses, the holes are made over the entire surface of the distributor for multi-way ali, and radial blades and inclined blades are installed with the possibility of changing the angle of inclination to the horizontal surface of the distributor.

Центробежное распределительное устройство для жидкости характеризуется тем, что радиальные штанги крестовин, выполнены телескопическими.A centrifugal liquid distribution device is characterized in that the radial rods of the crosses are made telescopic.

Выполнение распределителя в виде полого перевернутого усеченного конуса, по всей поверхности которого (в стенках и дне) по многозаходной спирали выполнены отверстия, позволяет лучше распределить жидкость по сечению аппарата за счет различной высоты расположения отверстий и действия центробежных сил. При этом образуются струи с различной траекторией и длиной полета. В результате происходит увеличение поверхности контакта газовой и жидкой фаз и, соответственно, повышение эффективности массообменных аппаратов.The execution of the dispenser in the form of a hollow inverted truncated cone, along the entire surface of which (in the walls and bottom) along the multiple helix holes are made, allows you to better distribute the liquid over the cross section of the apparatus due to the different heights of the holes and the action of centrifugal forces. In this case, jets with a different trajectory and flight length are formed. As a result, there is an increase in the contact surface of the gas and liquid phases and, accordingly, an increase in the efficiency of mass transfer apparatuses.

Установка распределителя на двух соосных опорах, жестко закрепленных на крестовинах, обеспечивает жесткость конструкции и исключает колебание распределителя от действия веса жидкости. Выполнение радиальных штанг крестовин телескопическими позволяет точно центрировать распределитель по оси аппарата. Это обеспечивает точность расположения устройства относительно потока жидкости и восходящего потока газа (пара), стабильность работы устройства и соответственно повышение эффективности массообменных аппаратов.The installation of the distributor on two coaxial supports rigidly fixed to the crosspieces ensures structural rigidity and eliminates the fluctuation of the distributor from the action of the weight of the liquid. The implementation of the radial rods of the crosses telescopic allows you to accurately center the distributor along the axis of the apparatus. This ensures the accuracy of the location of the device relative to the fluid flow and the upward flow of gas (steam), the stability of the device and, accordingly, increase the efficiency of mass transfer apparatuses.

На большем основании распределителя установлены по периферии внутренней части радиальные лопатки, и по внешнему контуру наклонные лопатки.Radial vanes are installed on the larger base of the distributor along the periphery of the inner part, and inclined vanes along the outer contour.

Установка радиальных лопаток и наклонных лопаток с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя позволяет эффективнее использовать энергию входного потока жидкости и восходящего потока газа (пара) для увеличения центробежной силы. Это приводит к повышению эффективности массообменных аппаратов.The installation of radial blades and inclined blades with the possibility of changing the angle of inclination to the horizontal surface of the distributor makes it possible to more efficiently use the energy of the inlet fluid and the upward flow of gas (steam) to increase the centrifugal force. This leads to increased efficiency of mass transfer apparatus.

На фиг. 1 представлен общий вид конструкции центробежного распределительного устройства для жидкости в разрезе, а на фиг. 2 - вид сверху.In FIG. 1 shows a general sectional view of the construction of a centrifugal liquid distribution device, and FIG. 2 is a plan view.

Центробежное распределительное устройство для жидкости, включающее вращающийся распределитель 1, выполненный в виде полого перевернутого усеченного конуса, с отверстиями 2 для орошающей жидкости, расположенными по всей поверхности распределителя 1 по многозаходной спирали. Распределитель 1 по периферии внутренней части снабжен радиальными лопатками 3, а по внешнему контуру - наклонными лопатками 4, установленными с возможностью изменения угла наклона к горизонтальной поверхности распределителя 1.A centrifugal liquid distribution device, including a rotary distributor 1, made in the form of a hollow inverted truncated cone, with holes 2 for irrigation liquid located over the entire surface of the distributor 1 along a multiple spiral. The distributor 1 on the periphery of the inner part is equipped with radial blades 3, and on the outer contour - inclined blades 4, installed with the possibility of changing the angle of inclination to the horizontal surface of the distributor 1.

Распределитель 1 установлен на двух соосных опорах 5 и 6, представляющих собой узел трения «ось-шар-втулка», жестко закрепленных на крестовинах 7 и 8. Радиальные штанги 9 крестовин 7 и 8, выполнены телескопическими. Радиальные лопатки 3 целесообразно устанавливать перпендикулярно к входящему потоку жидкости, а при разделении одного входящего потока на два потока, предпочтительно ориентировать их во взаимно противоположных направлениях, например, по часовой стрелке.The distributor 1 is mounted on two coaxial bearings 5 and 6, which are an axis-ball-sleeve friction assembly, rigidly fixed to the joints 7 and 8. The radial rods 9 of the joints 7 and 8 are made telescopic. It is advisable to install the radial blades 3 perpendicular to the incoming fluid flow, and when dividing one incoming flow into two flows, it is preferable to orient them in mutually opposite directions, for example, clockwise.

Центробежное распределительное устройство для жидкости работает следующим образом. Жидкость из трубы питания 10 тангенциально поступает на радиальные лопатки 3 распределителя 1, из которого через отверстия 2 для орошающей жидкости, в виде струй под действием центробежных сил, возникающих при вращении распределителя 1, вытекает под определенным углом и разбрызгивается по всему сечению аппарата. Вращение распределителя 1 усиливается за счет восходящего потока газа (пара), попадающего на наклонные лопатки 4 внешнего контура.Centrifugal dispenser for liquid works as follows. The liquid from the supply pipe 10 tangentially enters the radial vanes 3 of the distributor 1, from which through the openings 2 for the irrigation liquid, in the form of jets under the action of centrifugal forces arising from the rotation of the distributor 1, flows out at a certain angle and is sprayed over the entire cross section of the apparatus. The rotation of the distributor 1 is enhanced by an upward flow of gas (steam) entering the inclined blades 4 of the external circuit.

Траектория полета струи жидкости определяется диаметром струи, скоростью полета, которая зависит от числа оборотов распределителя, а также расположением отверстия над поверхностью насадки.The flight path of the liquid jet is determined by the diameter of the jet, the flight speed, which depends on the speed of the distributor, as well as the location of the hole above the nozzle surface.

Таким образом, предлагаемая конструкция центробежного распределительного устройства позволяет увеличить поверхность контакта и обеспечить равномерное контактирование фаз, что повышает эффективность массообмена.Thus, the proposed design of a centrifugal switchgear allows you to increase the contact surface and ensure uniform contacting of the phases, which increases the efficiency of mass transfer.

Claims

1. A centrifugal distribution device for liquid, comprising a rotary distributor with holes for irrigation liquid, equipped with radial blades on the periphery of the inner part and inclined vanes located on the outer contour, characterized in that the distributor is made in the form of a hollow inverted truncated cone mounted on two coaxial supports rigidly mounted on the crosses, the holes are made over the entire surface of the distributor along a multiple helix, and the radial blades and the slope s blade mounted to the tilt angle to the horizontal surfaces of the distributor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radial rods of the crosses are made telescopic.